[畢業(yè)設(shè)計(jì)精品]CO測(cè)試儀軟件設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)co測(cè)試儀軟件設(shè)計(jì)co tester software design 2009 屆 電氣與電子工程分院專 業(yè) 自 動(dòng) 化 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 2009年5月25日畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)單學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)電0502-2專業(yè)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)題目co測(cè)試儀軟件設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱教授評(píng) 定 成 績(jī)指導(dǎo)教師得分評(píng)閱人得分答辯小組組長(zhǎng)得分成績(jī)： 院長(zhǎng)簽字：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題目co測(cè)試儀軟件設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)電0502-2專業(yè)自動(dòng)化承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位電氣與電子工程分院導(dǎo)師姓名導(dǎo)師職稱教授一、設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是co測(cè)試儀的軟件設(shè)計(jì)。對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是在前面硬件設(shè)計(jì)的

2、基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)現(xiàn)各個(gè)硬件所具有的功能進(jìn)行相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。這部分主要討論軟件實(shí)現(xiàn)的相應(yīng)方案，程序的編譯和調(diào)試以及結(jié)合硬件電路的仿真等。二、基本要求基于硬件電路的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)軟件采取模塊化結(jié)構(gòu)，主程序分別調(diào)用加電自動(dòng)化預(yù)熱等初始化程序，a/d采樣程序，led顯示程序（聲光報(bào)警和外圍控制程序），結(jié)果存儲(chǔ)程序等，來完成整個(gè)傳感器輸出信號(hào)的智能量化過程。三、主要技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)按模塊化進(jìn)行。結(jié)合檢測(cè)儀各部分硬件功能，將整個(gè)系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分：信號(hào)采集模塊，采集信號(hào)綜合處理模塊，系統(tǒng)輸入輸出模塊。1、信號(hào)采集模塊。獲取探測(cè)點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)。主要采集待測(cè)co氣體濃度信號(hào)，額外因素如環(huán)境溫度信號(hào)，環(huán)境濕度信

3、號(hào)等可忽略。2、采集信號(hào)綜合處理模塊。這是檢測(cè)系統(tǒng)的核心處理部分。主要是編寫相應(yīng)的程序，收集co濃度，經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電壓傳送到單片機(jī)芯片。3、系統(tǒng)輸入輸出模塊。這部分主要的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果的濃度數(shù)字化顯示，鍵盤輸入，聲光報(bào)警，外圍控制，結(jié)果儲(chǔ)存及上傳等功能。四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)1、單片機(jī)方面的知識(shí)及其接口技術(shù)2、at89系列單片機(jī)的原理及應(yīng)用3、keil c51的應(yīng)用系列叢書五、進(jìn)度計(jì)劃第一周查閱相關(guān)資料，對(duì)所作的題目有個(gè)大概了解，對(duì)設(shè)計(jì)過程中用到的芯片進(jìn)行詳細(xì)地了解。第二到三周完成畢業(yè)設(shè)計(jì)選題報(bào)告和任務(wù)書，并作出本次設(shè)計(jì)的總體方案和通過對(duì)幾種方法的比較最終確定設(shè)計(jì)所用的方法。第

4、四周去大同機(jī)車廠實(shí)習(xí)。第五到八周的時(shí)間內(nèi)把本次設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊理清楚，掌握所用到的編程語(yǔ)言,寫出設(shè)計(jì)方案。第九到十周通過調(diào)試和仿真對(duì)軟硬件進(jìn)行最后的修改，是最終的結(jié)果能符合題目要求。第十一周完成畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告，讓老師對(duì)其中的不足之處予以指出，自己對(duì)其進(jìn)行修改，最終實(shí)現(xiàn)能達(dá)到指導(dǎo)老師的要求。第十五周進(jìn)行畢業(yè)答辯。教研室主任簽字時(shí)間年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目co測(cè)試儀軟件設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)電0502-2專業(yè)自動(dòng)化一、 研究背景co是一種有毒的可燃可爆性氣體。它給工業(yè)安全生產(chǎn)帶來巨大危害，在煤礦井下，co是引起瓦斯爆炸的主要?dú)怏w之一。在化工生產(chǎn)中，co是一種有毒的危機(jī)工人生命安全的副產(chǎn)品。co也是

5、鋼鐵冶金工業(yè)生產(chǎn)中的有毒氣體，在冶金企業(yè)的焦?fàn)t、高爐、鐵合金礦熱爐等冶金生產(chǎn)中都有大量co產(chǎn)生。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)co的檢測(cè)，裝設(shè)可燃?xì)怏w檢測(cè)器，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患、盡早采取補(bǔ)救措施是非常必要的。因此，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)出這些場(chǎng)合co的濃度，對(duì)有效防止co中毒、火災(zāi)的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、保障工業(yè)安全生產(chǎn)等方面具有十分重要的意義。二、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀從國(guó)內(nèi)產(chǎn)品性能來看，由于敏感元件受到國(guó)內(nèi)材料及加工技術(shù)水平的限制，所研制和生產(chǎn)的元件測(cè)量范圍小，產(chǎn)品合格率低、密封性差而漏液、使用壽命短，產(chǎn)品性能與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大。目前，國(guó)內(nèi)北京、惠州、濟(jì)南已有幾家生產(chǎn)co測(cè)試儀，但其敏感元件的關(guān)鍵材料仍由國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格較高。仍然

6、存在技術(shù)不過關(guān)，使用壽命短等問題。目前國(guó)內(nèi)只有少量的co檢測(cè)報(bào)警儀使用于現(xiàn)場(chǎng)，特別是在煤礦井下顯得更加落后，大部分煤礦采取人工井下采樣、地面分析化驗(yàn)的方法，甚至還采用檢測(cè)管檢測(cè)的方法。井下缺少對(duì)co的安全監(jiān)測(cè)儀器，難以適應(yīng)工作面的推進(jìn)及新工作的開拓。近年來，美國(guó)，日本，德國(guó)等對(duì)co傳感器的研究發(fā)展較快。其中具有代表性的產(chǎn)品主要有：日本理研計(jì)器株式會(huì)社研制的co-7型，co-82型電化學(xué)co傳感器；美國(guó)interscan公司的ld-145型電化學(xué)co傳感器；中美合資msa有限公司研制的minico型電化學(xué)co傳感器。目前co檢測(cè)儀的發(fā)展方向主要有微小型化、集成化、智能化、多功能化、通用化和網(wǎng)絡(luò)嵌

7、入式互聯(lián)網(wǎng)化。三、 主要工作和方法在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)，用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程。系統(tǒng)工作時(shí)，首先進(jìn)行初始化等準(zhǔn)備工作。然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過硬件的放大濾波處理后，送至單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。單片機(jī)根據(jù)輸入的信號(hào)進(jìn)行濃度計(jì)算，最后得到濃度值。系統(tǒng)軟件采取模塊化結(jié)構(gòu)，主程序分別調(diào)用初始化程序，ad采樣程序，led顯示程序（聲光報(bào)警和外圍控制程序），結(jié)果存儲(chǔ)程序等，來完成整個(gè)傳感器輸出信號(hào)的智能量化過程。指導(dǎo)教師簽字時(shí) 間年 月 日摘 要co測(cè)試儀利用a/d轉(zhuǎn)換原理，將被測(cè)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并用數(shù)字方式顯示出測(cè)量結(jié)果。a/d轉(zhuǎn)換器的精確度影響數(shù)據(jù)顯示的準(zhǔn)確度，本設(shè)計(jì)采用adc0809對(duì)

8、輸入模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，控制核心at89s51單片機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算和處理，最后驅(qū)動(dòng)輸出裝置顯示數(shù)字信號(hào)，通過keil軟件對(duì)所設(shè)計(jì)程序進(jìn)行編譯和調(diào)試，keil軟件提供了包括c 編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)uvision集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。將keil軟件與proteus軟件結(jié)合，通過proteus仿真軟件實(shí)現(xiàn)接口電路設(shè)計(jì)，將編好的程序輸入keil軟件中，進(jìn)行編譯，編譯結(jié)束將產(chǎn)生一個(gè)hex格式的文件，將其載入到proteus環(huán)境中，進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。proteus軟件是一種電路分析和實(shí)物模擬仿真軟件。它運(yùn)行于windows操作系

9、統(tǒng)上，可以進(jìn)行仿真、分析各種模擬器件和集成電路，是集單片機(jī)和spice分析于一身的仿真軟件，功能強(qiáng)大，具有系統(tǒng)資源豐富、硬件投入少、形象直觀等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：at89s51 adc0809 keil軟件 proteus軟件abstractco tester using a/d conversion principle, to convert the measured analog to digital, and show the result in digital way . a/d converters accuracy impact the accuracy of data , we use

10、 adc0809 to convert the input analog signal in this design, the control core-at89s51 single-chip computing and processing to the result of the conversion, the last drive the output device to show the digital signal, use keil software to compile and debug the design process, keil software provide a c

11、omplete development program including c compiler, macro assembler, connectors, database management and a powerful debugger, through an integrated development uvision will ring static these parts together.to combine keil software and proteus software, complete the interface circuit design through the

12、 proteus simulation software,input the completed procedures to keil software, and to compile, when the compiler ends, it will generate a hex file format, and loaded it into the environment of proteus, go to real-time simulation. proteus software is a kind of circuit analysis and simulation software.

13、 it runs on windows operating systems, can be simulation, analyses various analog devices and integrated circuits. it is an analysis of single-chip and spice of simulation software, powerful, rich in resources with the system, less hardware investment, the advantages of visual image.key words：at89s5

14、1 adc0809 keil software proteus software 目 錄第1章 緒論11.1 課題研究的目的意義11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.2.1 一氧化碳檢測(cè)的現(xiàn)狀21.2.2 我國(guó)co檢測(cè)的發(fā)展21.2.3 各國(guó)一氧化碳檢測(cè)的發(fā)展31.3 co傳感器31.3.1 電化學(xué)傳感器31.3.2 本設(shè)計(jì)co傳感器的選擇4第2章 總體設(shè)計(jì)方案52.1 設(shè)計(jì)思路52.2 主要算法52.2.1 初步考慮的算法52.2.2 實(shí)際應(yīng)用的算法6第3章 軟件設(shè)計(jì)73.1 主程序設(shè)計(jì)73.2 a/d轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計(jì)83.2.1 adc0809簡(jiǎn)介83.2.2 a/d轉(zhuǎn)換子程序93.2.3 a/d轉(zhuǎn)

15、換程序流程圖103.3 報(bào)警子程序113.4 顯示程序設(shè)計(jì)123.5 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)bcd碼17第4章 keil軟件的運(yùn)用184.1 keil工程的建立184.1.1 源文件的建立184.1.2 建立工程文件184.2 工程的詳細(xì)設(shè)置204.3 編譯、連接234.4 keil c51軟件與proteus軟件的結(jié)合234.4.1 編譯、調(diào)試234.4.2 proteus isis與keil的接口244.4.3 proteus軟件的介紹244.4.4 proteus缺點(diǎn)和不足26第5章 系統(tǒng)調(diào)試及仿真275.1 軟件調(diào)試275.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試285.3 系統(tǒng)仿真結(jié)果顯示29第6章 結(jié)論與展望326.1

16、結(jié)論326.2 展望32參考文獻(xiàn)34致 謝35附錄a 外文資料翻譯36附錄b 源程序47第1章 緒論1.1 課題研究的目的意義co是一種有毒易燃易爆性氣體，常溫下無(wú)色無(wú)味、難溶于水，但易溶于氨水。由于相對(duì)密度略低于空氣，故能均勻的擴(kuò)散于監(jiān)測(cè)環(huán)境中。在受co的環(huán)境污染中，人們慢性中毒時(shí)完全意識(shí)不到它的存在，co的這一特性更增加了它的危害性。co隨空氣毫無(wú)知覺的吸入人體肺部后，由于co與血紅蛋白的親和能力比氧氣和血紅蛋白的親和能力大約高250300倍，形成碳氧血紅蛋白。而且它們結(jié)合后不易分離，它們的解離速度只有氧和血紅蛋白的1/3600。因而造成血紅蛋白更易于co結(jié)合而不易與氧結(jié)合，使輸送到人體各

17、組織器官的血液供氧不足。甚至還能奪走人體內(nèi)的氧氣，導(dǎo)致組織低氧癥，使人體腦及全身組織缺氧窒息而中毒。在空氣中的co達(dá)到一定濃度值時(shí)，將直接威脅人的生命安全。接觸高濃度的co在很短的時(shí)間內(nèi)可導(dǎo)致窒息死亡。co給工業(yè)安全生產(chǎn)帶來巨大危害，在煤礦井下，co是引起瓦斯爆炸的主要?dú)怏w之一。在化工生產(chǎn)中，co是一種有毒的危機(jī)工人生命安全的副產(chǎn)品。co也是鋼鐵冶金工業(yè)生產(chǎn)中的有毒氣體，在冶金企業(yè)的焦?fàn)t、高爐、鐵合金礦熱爐等冶金生產(chǎn)中都有大量co產(chǎn)生。在火災(zāi)的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中，co也被確定為監(jiān)測(cè)的最重要?dú)怏w之一，傳統(tǒng)的感溫、感煙、感火焰的火災(zāi)探測(cè)器從原理上講都是利用它的物理特性來探測(cè)火災(zāi)的，物理特性往往是火災(zāi)發(fā)

18、生以后才產(chǎn)生的，不利于火災(zāi)早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。同時(shí)還容易環(huán)境等因素的影響而產(chǎn)生誤測(cè)誤報(bào)，可靠性低，近年來，隨著科技的發(fā)展，氣體傳感技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)展。在日常生活中，co是智能家具系統(tǒng)、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)等重要的參數(shù)指標(biāo)，隨著人居住和工作環(huán)境的改善，城市居民每天在室內(nèi)的活動(dòng)時(shí)間以占90%左右，因而人們?cè)介_越關(guān)心室內(nèi)空氣質(zhì)量問題。液化氣、煤氣進(jìn)入家庭為人們帶來了方便，改善了城市環(huán)境，但同時(shí)也給人們帶來了潛在的危險(xiǎn)，co就是最重要的危險(xiǎn)源；在智能化家居系統(tǒng)中，co也是被列出的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)氣體之一，co也是餐廳空氣衛(wèi)生監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，這里食物加工過程中產(chǎn)生的co也不容忽視，它直接影響人們的身體健康。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)co

19、的檢測(cè)，裝設(shè)可燃?xì)怏w檢測(cè)器，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患、盡早采取補(bǔ)救措施是非常必要的。保證工業(yè)安全生產(chǎn)、工作和生活環(huán)境的空氣質(zhì)量而進(jìn)行的有害氣體濃度檢測(cè)是非常復(fù)雜而重要的課題。在工業(yè)安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、日常生活、等領(lǐng)域需要監(jiān)測(cè)co濃度。工業(yè)鋁電解等產(chǎn)生大量的co氣體。目前隨著城市煤氣、天然氣使用的迅速發(fā)展，城市鼓勵(lì)液化氣小區(qū)取代傳統(tǒng)的家用液化氣鋼瓶以及城市里的加油站的日益增多這些因素都可能有大量co出現(xiàn)，因而對(duì)co氣體的檢測(cè)顯得日益重要。在氣體的生產(chǎn)、輸送、貯存和使用過程中，違反操作規(guī)程或設(shè)備密封質(zhì)量不好，都有可能發(fā)生可燃?xì)怏w泄露現(xiàn)象，進(jìn)而釀成火災(zāi)或爆炸事故，給國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成損失。

20、因此，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)出這些場(chǎng)合co的濃度，對(duì)有效防止co中毒、火災(zāi)的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、保障工業(yè)安全生產(chǎn)等方面具有十分重要的意義1。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 一氧化碳檢測(cè)的現(xiàn)狀目前的co傳感器主要采用的是三點(diǎn)定電位的電化學(xué)原電池傳感器。它是20世紀(jì)70年代中期，美國(guó)enterqertics science 公司發(fā)表三電極控制電位原理檢測(cè)co敏感元件專利產(chǎn)品。按敏感元件電解質(zhì)性質(zhì)的不同，它主要分為膠體電解質(zhì)co敏感元件、固體電解質(zhì)co敏感元件和液體電解質(zhì)co敏感元件。從分析方法上分，主要有：電化學(xué)法、電氣法（熱導(dǎo)式和半導(dǎo)式）、色譜法（層析法）、光學(xué)吸收法（紅外吸收法和紫外吸收法）等。1.2.2

21、 我國(guó)co檢測(cè)的發(fā)展我國(guó)煤炭行業(yè)最早在20世紀(jì)50年代采用氣體檢測(cè)管測(cè)定co濃度。氣體管起源于美國(guó)，1919年美國(guó)哈佛大學(xué)研究出第一支co氣體檢測(cè)管。隨著氣體檢測(cè)管技術(shù)的日臻完善，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，有最初的定性檢測(cè)一種氣體發(fā)展成為現(xiàn)在可定性定量檢測(cè)分析幾百種氣體；現(xiàn)在氣體檢測(cè)管可以廣泛應(yīng)用于礦井、化工、冶金、地質(zhì)領(lǐng)域安全檢測(cè)及工藝過程分析和環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)衛(wèi)生檢測(cè)、污染源及突發(fā)事故檢測(cè)等諸多領(lǐng)域的氣體檢測(cè)方法。目前氣體檢測(cè)管仍然是氣體快速檢測(cè)的一個(gè)重要方法。我國(guó)在“六五”、“七五”期間引進(jìn)并仿制了西德產(chǎn)品，撫順及大連化物所等有關(guān)單位也致力研制該產(chǎn)品。從國(guó)內(nèi)產(chǎn)品性能來看，由于敏感元件受到國(guó)內(nèi)

22、材料及加工技術(shù)水平的限制，所研制和生產(chǎn)的元件測(cè)量范圍小，產(chǎn)品合格率低、密封性差而漏液、使用壽命短，產(chǎn)品性能與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大。目前，國(guó)內(nèi)北京、惠州、濟(jì)南已有幾家生產(chǎn)co測(cè)試儀，但其敏感元件的關(guān)鍵材料仍由國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格較高。仍然存在技術(shù)不過關(guān)，使用壽命短等問題。目前一些長(zhǎng)壽命檢測(cè)報(bào)警儀仍要從國(guó)外進(jìn)口。目前國(guó)內(nèi)只有少量的co檢測(cè)報(bào)警儀使用于現(xiàn)場(chǎng)，特別是在煤礦井下顯得更加落后，大部分煤礦采取人工井下采樣、地面分析化驗(yàn)的方法，甚至還采用檢測(cè)管檢測(cè)的方法。井下缺少對(duì)co的安全監(jiān)測(cè)儀器，難以適應(yīng)工作面的推進(jìn)及新工作的開拓。也很難滿足煤礦井下采空區(qū)、火區(qū)、密閉區(qū)等具有高濃度co監(jiān)測(cè)的需要。因此研究適應(yīng)礦

23、井檢測(cè)的co檢測(cè)儀具有重要的意義。1.2.3 各國(guó)一氧化碳檢測(cè)的發(fā)展目前市場(chǎng)上廣泛使用的co傳感器主要有金屬氧化物半導(dǎo)體型、電化學(xué)固體電解質(zhì)型和電化學(xué)固體高分子電解質(zhì)型等三種類型。自20世紀(jì)70年代中期，電化學(xué)co傳感器問世以來，由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便、靈敏度及選擇性都高等特點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外煤礦的重視。目前國(guó)外電化學(xué)式co傳感器大多采用的是液體酸性電解質(zhì)，鉑黑催化電極，采用電化學(xué)法中恒電位電解法的原理，進(jìn)行co濃度的檢測(cè)。近年來，美國(guó)，日本，德國(guó)等對(duì)co傳感器的研究發(fā)展較快。其中具有代表性的產(chǎn)品主要有：日本理研計(jì)器株式會(huì)社研制的co-7型，co-82型電化學(xué)co傳感器；美國(guó)inters

24、can公司的ld-145型電化學(xué)co傳感器；中美合資msa有限公司研制的minico型電化學(xué)co傳感器。目前co檢測(cè)儀的發(fā)展方向主要有微小型化、集成化、智能化、多功能化、通用化和網(wǎng)絡(luò)嵌入式互聯(lián)網(wǎng)化。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性、易維修性等方面的要求越來越高。隨著半導(dǎo)體工藝和mems技術(shù)的發(fā)展，紅外氣體分析器微型化、便攜化成為可能2。1.3 co傳感器1.3.1 電化學(xué)傳感器co檢測(cè)系統(tǒng)中傳感器的選擇很重要，目前達(dá)到實(shí)際應(yīng)用水平的主要有半導(dǎo)體式和電化學(xué)式兩種。半導(dǎo)體co傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快、測(cè)量范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，但半導(dǎo)體式元件在空氣中阻值漂移大、功耗較高，不適合煤礦井下電器設(shè)備的要求。相比之下，電

25、化學(xué)co傳感器由于具有靈敏度高、重現(xiàn)性好、功耗低、本質(zhì)安全等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使得電化學(xué)式傳感器成為目前使用最普遍的一類傳感器，更適合于在惡劣環(huán)境下對(duì)煤礦co濃度的檢測(cè)。電化學(xué)傳感器的工作原理：電化學(xué)傳感器通過與被測(cè)氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號(hào)來工作。典型的電化學(xué)傳感器由傳感電極（或工作電極）和反電極組成，并由一個(gè)薄電解層隔開。氣體首先通過微小的毛管型開孔與傳感器發(fā)生反應(yīng)，然后是憎水屏障，最終到達(dá)電極表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng)，以形成充分的電信號(hào)，同時(shí)防止電解質(zhì)漏出傳感器。穿過屏障擴(kuò)散的氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng)，傳感電極可以采用氧化機(jī)理或還原機(jī)理。這些反應(yīng)由針對(duì)

26、被測(cè)氣體而設(shè)計(jì)的電極材料進(jìn)行催化。 通過電極間連接的電阻器，與被測(cè)氣體濃度成正比的電流會(huì)在正極與負(fù)極間流動(dòng)。測(cè)量該電流即可確定氣體濃度。由于該過程中會(huì)產(chǎn)生電流，電化學(xué)傳感器又常被稱為電流氣體傳感器或微型燃料電池。 在實(shí)際中，由于電極表面連續(xù)發(fā)生電化發(fā)應(yīng)，傳感電極電勢(shì)并不能保持恒定，在經(jīng)過一段較長(zhǎng)時(shí)間后，它會(huì)導(dǎo)致傳感器性能退化。為改善傳感器性能，人們引入了參考電極。 參考電極安裝在電解質(zhì)中，與傳感電極鄰近。固定的穩(wěn)定恒電勢(shì)作用于傳感電極。參考電極可以保持傳感電極上的這種固定電壓值。參考電極間沒有電流流動(dòng)。氣體分子與傳感電極發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)測(cè)量反電極，測(cè)量結(jié)果通常與氣體濃度直接相關(guān)。施加于傳感電極的

27、電壓值可以使傳感器針對(duì)目標(biāo)氣體3。1.3.2 本設(shè)計(jì)co傳感器的選擇本設(shè)計(jì)采用co/cf-1000電化學(xué)式有毒氣體傳感器，該傳感器性能優(yōu)于同類傳感器，內(nèi)部的過濾器可以很好地去除co以外的干擾氣體，在硬件上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)co傳感器交叉反應(yīng)的不足。以下是該傳感器的一些描述：測(cè)量范圍.0-1000 ppm最大負(fù)荷.2000ppm內(nèi)置過濾器 .過濾酸性氣體工作壽命.空氣中3年 輸出.10020na/ppm分辨率.0.5 ppm溫度范圍.-20 to 45 壓力范圍.大氣壓響應(yīng)時(shí)間 (t 90). 40 seconds濕度范圍.15-90 %rh（非凝結(jié)）零點(diǎn)輸出 (純凈空體，20).-1 to +3 pp

28、m 最大零點(diǎn)漂移(20to 40).10 ppm長(zhǎng)期漂移 .new”或者點(diǎn)擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項(xiàng)目窗口的右側(cè)打開一個(gè)新的文本編緝窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語(yǔ)言源程序，保存該文件，注意必須加上擴(kuò)展名（匯編語(yǔ)言源程序一般用asm 或a51 為擴(kuò)展名），這里假定將文件保存為main. asm 。需要說明的是，源文件就是一般的文本文件，不一定使用 keil 軟件編寫，可以使用任意文本編緝軟件進(jìn)行源程序的輸入。4.1.2 建立工程文件在項(xiàng)目開發(fā)中，并不是僅有一個(gè)源程序就行了，還要為這個(gè)項(xiàng)目選擇 cpu（keil 支持?jǐn)?shù)百種cpu，而這些cpu 的特性并不完全相同），確定編譯、匯編、連接的參數(shù)，指

29、定調(diào)試的方式，有一些項(xiàng)目還會(huì)有多個(gè)文件組成等，為管理和使用方便，keil 使用工程（project）這一概念，將這些參數(shù)設(shè)置和所需的所有文件都加在一個(gè)工程中，只能對(duì)工程而不能對(duì)單一的源程序進(jìn)行編譯（匯編）和連接等操作，下面我們就一步一步地來建立工程。點(diǎn)擊“project-new project”菜單，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求給將要建立的工程起一個(gè)名字，你可以在編緝框中輸入一個(gè)名字（例如1111），不需要擴(kuò)展名。點(diǎn)擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個(gè)對(duì)話框，如圖4-1所示: 圖 4-1 選擇目標(biāo)cpu這個(gè)對(duì)話框要求選擇目標(biāo)cpu（即你所用芯片的型號(hào)），keil 支持的cpu 很多，我們選擇atmel 公司的8

30、9c51 芯片。點(diǎn)擊atmel 前面的“+”號(hào)，展開該層，點(diǎn)擊其中的89c51，然后再點(diǎn)擊“確定”按鈕，回到主界面，此時(shí)，在工程窗口的文件頁(yè)中，出現(xiàn)了“target 1”，前面有“+”號(hào)，點(diǎn)擊“+號(hào)展開，可以看到下一層的“sourcegroup1”，這時(shí)的工程還是一個(gè)空的工程，里面什么文件也沒有，需要手動(dòng)把剛才編寫好的源程序加入，點(diǎn)“sourcegroup1”使其反白顯示，然后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)一個(gè)下拉菜單，選中其中的“add file to group source group1”，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求尋找源文件，注意，該對(duì)話框下面的“文件類型”默認(rèn)為c source file(*.c)，

31、也就是以c 為擴(kuò)展名的文件，而我們的文件是以asm 為擴(kuò)展名的，所以在列表框中找不到main. asm，要將文件類型改掉，點(diǎn)擊對(duì)話框中“文件類型”后的下拉列表，找到并選中“asm source file(*.a51,*. asm)，這樣，在列表框中就可以找到main. asm 文件了。如圖4-2所示：圖4-2 加入文件雙擊main. asm 文件，將文件加入項(xiàng)目，注意，在文件加入項(xiàng)目后，該對(duì)話框并不消失，等待繼續(xù)加入其它文件，但初學(xué)時(shí)常會(huì)誤認(rèn)為操作沒有成功而再次雙擊同一文件，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，提示你所選文件已在列表中，此時(shí)應(yīng)點(diǎn)擊“確定”，返回前一對(duì)話框，然后點(diǎn)擊“close”即可返回主界面，返回后，點(diǎn)擊“source group 1”前的加號(hào)，會(huì)發(fā)現(xiàn)main. asm 文件已在其中。雙擊文件名，即打開該源程序。4.2 工程的詳細(xì)設(shè)置工程建立好以后，還要對(duì)工程進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置，以滿足要求。首先點(diǎn)擊左邊project 窗口的target 1，然后使用菜單“project-option for targettarget1”即出現(xiàn)對(duì)工程設(shè)置的對(duì)話框，這個(gè)對(duì)話框可謂非常復(fù)雜，共有8 個(gè)頁(yè)面，絕大部分設(shè)置項(xiàng)取默認(rèn)值